北京市市政二建设工程有限责任公司 北京市 100161
摘要：我国在役简支梁大多建造于上世纪，建设桥梁处于设计理论逐步完善时期，桥梁建设运营后出现各种问题，桥面板纵横裂缝，桥头跳车严重，严重影响车辆安全运营。在国省道中小桥梁尤为突出，据统计我国通车公路路网中98%的为永久性桥梁，0.5%为临时性桥梁，大部分位于技术标准低的县乡公路，很多桥梁荷载标准为汽10级，由于交通运输事业发展，使得桥梁处于带病工作状态，对道路工程桥梁裂缝问题进行分析，对早期病害桥梁采取加固处理措施是保障道路安全畅通的重要举措。混凝土结构损伤首先出现裂缝，诊断混凝土结构损伤应从结构裂缝调查分析入手。针对公路桥梁加固应用案例，对使用碳纤维加固进行分析，采用结合桥面铺装维修措施，保证与混凝土参与主梁作用。
关键词：道路工程；桥梁裂缝；原因分析；加固措施
随着国民经济的发展，交通运输量日益增加，随着科技的进步，车辆载重增大，人们对行车安全性提出更高的要求，桥梁长期在自然环境及使用环境作用下，某些部位出现裂缝，形成各种病害，对桥梁耐久性产生危害，混凝土结构裂缝出现影响结构的承载力，降低结构使用寿命，很多桥梁结构破坏从裂缝发生开始，混凝土桥梁裂缝是威胁人们生命安全的重要病害。工程病害调查结果表明，我国已建混凝土桥梁结构普遍存在裂缝病害，很多工程交付使用后不久出现开裂等问题。公路桥梁由于裂缝产生病害桥梁数量庞大，全部推倒重建不科学，进行桥梁加固是科学的解决法。桥梁加固受到全球工程界的重视，桥梁建设重点转移到旧桥加固方面，要在混凝土结构施工前对是否开裂进行控制对结构质量控制具有重要意义。对开裂混凝土结构迅速找到原因，采取有效措施修补加固具有很好的社会经济效益。
1.混凝土桥梁裂缝控制的意义
随着我国社会经济的发展，公路交通在国民经济中发挥重要作用，钢混结构在桥梁工程中应用后，其诸多优点得到充分体现。钢混结构是目前我国应用最广泛的桥梁结构，虽然具有寿命长特点，但结构在长期自然环境作用下功能逐步衰退，钢混结构外资啊因素作用下，安全性有所下降。钢混结构耐久性问题日益突出【1】。
大量公路桥梁在使用中出现许多缺陷，包括钢筋锈蚀等，使得桥梁未达到预定使用年限失效，有的使用中存在安全隐患，造成缺陷原因很多，有的因结构设计抗力不足造成，主要原因是桥梁结构耐久性不足造成。混凝土结构产生裂缝问题突出，是亟待解决的技术难题。桥梁建造使用中因裂缝影响工程质量导致垮塌事故。混凝土裂缝是道路工程桥梁建设常发病，通过加强技术管理措施可以减少控制裂缝发生发展。桥梁结构裂缝原因复杂，日常养护中往往被忽视，随着外界因素变化，老桥梁由于交通量急剧增加，裂缝迅速发展恶化。
混凝土结构裂缝在公路桥梁中普遍存在，影响桥梁结构外观，在外界潮湿空气及雨雪侵蚀作用下引发钢筋锈蚀，导致结构功能丧失，多数结构破坏从结构裂缝开始，由于主客观原因裂缝危害性未得到足够重视。某地公路桥梁裂缝严重，虽未造成重大人员伤害事故，但造成交通堵塞不利社会影响，采取有效防控措施加强对道路工程钢混桥梁裂缝加固，对确保桥梁安全具有保证社会经济发展的意义。
2.道路工程桥梁裂缝原因分析
桥梁裂缝产生原因复杂，如不进行全面分析无法了解病害发生机理。对桥梁裂缝机理研究阐明裂缝形成原因等问题，为桥梁病害治理提供技术前提。混凝土结构裂缝成因复杂，主要原因可分为荷载与非因素。混凝土桥梁在动静荷载作用下产生裂缝为荷载裂缝【2】。
直接应力裂缝是外荷载引起应力产生裂缝，原因是设计计算引起，由于荷载计算错误，结构安全系数不够等导致结构实际受力与理论计算不符，因应力超限引起混凝土开裂。结构设计不考虑施工可操作性，钢筋设置不当等是导致混凝土结构开裂重要因素。随意堆放施工机具材料，不按设计图纸施工更改结构施工顺序等会引起结构受力开裂。使用阶段超出设计荷载重型车辆过桥，发生风雪地震等是导致混凝土开裂的原因。二次应力裂缝是外荷载引起此生应力接缝，主要原因是由于结构物实践工作状态同常规计算有出入，桥梁结构中经常需凿槽等，通常根据经验设置受力钢筋，受力构件挖孔后应力流产生绕射现象，截面刚度变化是导致应力集中的重要原因。
大体积混凝土基础浇筑坚硬岩石时，结构因整体性要求未采取隔离层等放松约束措施，混凝土在大气作用下内部产生很大温度，降温收缩中变形受到岩石地基约束，内部出现很大拉应力产生约束裂缝。通常在混凝土浇筑后2个月出现，将破坏结构整体性。由于老混凝土约束为大体积混凝土产生裂缝主要原因，基础部分浇筑必须严格控制温度，最大约束应力位于约束边，水平应力沿高度变化，引起温度变化原因包括年温差，骤然降温，水热化等。
图1 混凝土桥梁裂缝示意
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3.道桥工程混凝土裂缝控制技术措施
混凝土结构因开裂会引起承载力，防水性等降低，造成外观损伤等有害影响，裂缝处理可分为修补与加固方式。修补是为防止开裂导致结构耐久性降低，不改变结构承载力的处理方法。加固是恢复因开裂产生混凝土构件刚性降低的工作，应针对不同情况采取适宜的维修加固方法。
混凝土桥梁构造物开裂由多方面原因形成，可分为受力与非受力裂缝，有在施工期间因工艺水平失误形成开裂，运行期间桥梁结构开展裂缝由于合载作用形成【3】。修补裂缝时应根据调查及是否需修补判断情况，采用适合的修补方法，应考虑开裂原因，环境条件，经济性应因素，选择适当的修补材料及方法。常用的方法包括表面封闭修补法，压力灌浆修补法，体外预应力加固修补法等。修补方法可分为为结构耐久性修补的表面封闭修补法与细微裂缝表面涂抹提高防水性的方法。
针对因荷载裂缝扩大导致桥梁承载力不足，桥梁局部产生破损不能满足强度要求，桥梁局部刚性不足影响正常使用，桥梁受损需进行抢修工作，需要对桥梁进行临时加固。目前桥梁加固方法包括增大截面加固法，改变桥梁结构体系加固法，体外预应力加固法等。加大界面加固法是采用钢混增加原混凝土结构截面积，方法施工工艺简单，具有成熟的设计施工经验，缺点是现场施工湿作业时间长，建筑物空间减小。外包钢加固法是在混凝土构件四周包型钢加固法，要求提高承载力的混凝土结构加固，现场工作量较小，缺点是用于梁加固时需开较多的孔。
粘贴钢板加固法是采用环氧树脂将钢板粘贴在加固钢混结构受拉区，使之与被加固结构形成整体共同受力，提高结构承载力。最初始于60年代末，法国等国家首先采用技术对钢混结构加固补强，日本在1975年应用技术对200多座桥梁加固，实践证明，粘贴钢板补强法有效提高结构抗弯性能，替代增大截面加固技术，成为80年代先进加固方法。粘贴钢板加固具有施工快速等优点，加固后对原结构外观无显著影响。缺点是加固效果取决于胶粘工艺，界面粘贴性能受材料性能及工艺条件等因素约束。
参考文献：
[1]王显臣.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防对策[J].建材与装饰，2020（17）：289+292.
[2]周文利.市政道路桥梁施工质量通病的预防及处理措施[J].建材与装饰，2020（16）：260+263.
[3]陈明.试论市政道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术[J].智能城市，2020，6（10）：183-184.
作者简介：王硕鑫（1992-07-08），男，汉族，籍贯：北京市密云区，当前职务：资料负责人，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：道路与桥梁施工。